Principes et applications du scanner TDM

Principes fondamentaux du scanner à tomodensitométrie (TDM)

La tomodensitométrie, communément appelée scanner, est une technique d’imagerie médicale qui utilise les rayons X pour créer des coupes transversales détaillées du corps. Ce cours reprend les concepts clés testés dans le questionnaire, en les développant pour offrir une compréhension approfondie aux étudiants en médecine générale.

1. Conversion des photons X en signal électrique

Le détecteur numérique est le composant essentiel qui transforme les photons X qui traversent le patient en charges électriques mesurables. Les détecteurs modernes, souvent à base de scintillateurs couplés à des photodiodes ou à des détecteurs à semi-conducteur (ex. silicium amorphe), offrent une haute sensibilité et une résolution spatiale fine.

• Le collimateur primaire façonne le faisceau initial, mais ne convertit pas les photons.
• Le tube à rayons X produit les photons, il ne les détecte pas.
• Le filtre anti‑diffusion élimine les photons hors du faisceau principal.

2. Rôle du collimateur secondaire

Après le collimateur primaire, le collimateur secondaire a pour fonction principale d'éliminer les photons diffusés avant qu’ils n’atteignent le détecteur. Cette étape réduit le bruit de scatter, améliore le contraste et augmente la qualité diagnostique des images.

• Il n’ajuste pas la largeur du faisceau (c’est le rôle du collimateur primaire).
• Il ne modifie pas l’énergie des photons.
• Il ne sert pas à refroidir le tube à rayons X.

3. Unité d’atténuation des voxels : l’unité Hounsfield

Le coefficient d’atténuation d’un voxel est exprimé en unités Hounsfield (UH). Cette échelle normalisée compare l’atténuation d’un tissu à celle de l’eau (0 UH) et de l’air (-1000 UH). Les valeurs positives correspondent à des tissus plus denses (os, contrastes), tandis que les valeurs négatives indiquent des tissus moins denses.

• L’unité Gray mesure la dose absorbée, pas l’atténuation.
• L’unité Sievert quantifie le risque biologique.
• L’unité Becquerel est utilisée pour la radioactivité.

4. Fenêtres d’affichage : mettre en valeur les os

Pour visualiser les structures osseuses, on utilise la fenêtre osseuse, généralement réglée autour de 400 HU (largeur de fenêtre 1500 HU). Cette fenêtre accentue les différences de densité entre le tissu osseux et les tissus mous, facilitant le diagnostic des fractures, des lésions osseuses et des calcifications.

• La fenêtre médiastinale (≈ 40 HU, largeur 400 HU) sert aux organes thoraciques.
• La fenêtre pulmonaire (≈ -600 HU, largeur 1500 HU) met en évidence le parenchyme pulmonaire.
• La fenêtre tissulaire (≈ 40 HU, largeur 400 HU) est adaptée aux tissus mous.

5. Le pitch du scanner

Le pitch décrit le rapport entre le déplacement longitudinal de la table d’examen et l’épaisseur de collimation du faisceau. Formellement : Pitch = déplacement de la table / épaisseur de collimation.

Un pitch < 1 augmente la dose et la résolution spatiale, tandis qu’un pitch > 1 réduit la dose mais peut introduire des artefacts de sous‑échantillonnage.

• Le mA (courant) contrôle le nombre de photons produits.
• Le kV (tension) influence l’énergie maximale des photons.
• Le champ de vue définit la largeur du volume couvert.

6. Influence de la tension du tube (kV) sur l’atténuation

Augmenter la tension du tube (kV) augmente l’énergie maximale des photons X. Cette hausse d’énergie entraîne une augmentation de l’atténuation pour les tissus à haute densité, car les photons plus énergétiques sont plus susceptibles d’interagir via l’effet photoélectrique.

• Le courant de chauffage augmente avec le mA, pas avec le kV.
• La largeur du faisceau n’est pas directement liée au kV.
• Le nombre de photons dépend du produit mA·s (temps d’exposition).

7. Types de produits de contraste iodés

Les produits de contraste iodés contiennent de l’iode, un élément à haut numéro atomique (Z = 53) qui augmente l’atténuation des rayons X dans les vaisseaux sanguins et les tissus ciblés. Ils sont largement utilisés pour l’imagerie vasculaire, l’évaluation des tumeurs et la détection de lésions inflammatoires.

• Les produits à base de fer (ferreux) sont rares en radiologie.
• Le gadolinium est privilégié en IRM, pas en CT.
• Le baryum est utilisé en radiographie du tube digestif, pas en CT intravasculaire.

8. Contre‑indication absolue au contraste iodé

La insuffisance rénale sévère (clairance creatinine < 30 mL/min) constitue la contre‑indication absolue à l’injection de produits de contraste iodés, en raison du risque de néphropathie induite par le contraste (NIC). Une évaluation de la fonction rénale est indispensable avant toute injection.

• L’hyperthyroïdie n’est pas une contre‑indication directe, bien que le contraste puisse influencer la fonction thyroïdienne.
• Une allergie à l’iode est rare (les réactions sont généralement liées à l’agent de contraste, pas à l’iode lui‑même) et constitue une contre‑indication relative.
• L’hypertension artérielle n’est pas une contre‑indication, mais doit être contrôlée.

Résumé des concepts clés

• Détecteur numérique : conversion photons → charges électriques.
• Collimateur secondaire : élimination du scatter.
• Unité Hounsfield : mesure de l’atténuation des voxels.
• Fenêtre osseuse : mise en valeur des structures osseuses.
• Pitch : rapport déplacement table / épaisseur de collimation.
• kV : énergie maximale des photons, influence l’atténuation.
• Produit de contraste iodé : augmentation de l’atténuation grâce à l’iode.
• Insuffisance rénale sévère : contre‑indication absolue au contraste iodé.

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